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电光晶体,电光调制模块

时间:2025-04-08 类别:光学元器件 关注:8

RTP晶体拥有较高的激光损伤阈值,极低的压电振铃效应,适用于激光的电光调制,包括Q开关、电光快门、相位调制器、选脉冲器、腔倒空器等

武汉新特光电技术有限公司专业从事RTP电光晶体,拥有晶体生长,切割,抛光,镀膜,检测等全系列尖端设备和经验丰富的技术人员和生产人员。其产品包括RTP电光元件,RTP晶体,iRTP普克尔盒,iRTP晶体。我们晶体产品以杰出的品质与稳定性著称,可接受不同尺寸及特殊要求的定制方案。产品广泛应用于量子信息,激光产业,航空航天,通信,医疗等领域。

我们一站式供应各种类型的RTP电光元件,RTP晶体,iRTP普克尔盒,iRTP晶体,可提供选型、技术指导、安装培训、个性定制等全生命周期、全流程服务,欢迎联系我们的产品经理!

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RTP电光元件——用于电光调制

RTP晶体(磷酸钛氧铷,RbTiOPO4)是KTP晶体的同构晶体,具有机械与化学性能稳定、非线性光学系数大、电光系数高、激光损伤阈值高、介电常数高、电阻率高、透光波段范围宽、压电振铃效应低、插入损耗小、不易潮解、适用于高频操作等优点。主要应用在非线性和电光领域,中小功率激光器是其重要应用市场,例如用来制造高重复频率调Q激光器、锁模脉冲激光器、Er:YAG激光器等;电光调制是RTP晶体的重要功能,利用此功能可用来制造电光Q开关、幅度和相位调制器、脉冲选择器、腔倒空器等产品,近年来,RTP晶体已经成为电光Q开关的热门材料,广泛应用在工业激光加工、激光医疗、激光测距、科学勘探、国防军工等领域。

RTP是双轴晶体,在制造电光器件时,为避免环境温度变化对晶体折射率造成影响,通常采用体积大小与性能参数一致的两块晶体光轴彼此垂直配对使用。这样的双晶结构器件可以在-50℃-+70℃环境中稳定工作 (但需保持两块晶体的温场一致)。同时,双晶串联使器件的调制电压进一步减半,使其更加适用于军用激光测照器和医疗激光器。RTP电光元件采用热补偿双晶结构组装,其中两块匹配的晶体置于传播轴(X 或 Y)上,其中一块旋转 90 度(下图)。

RTP电光元件 RTP电光元件

主要优势

  • 低半波调制电压需求,使电光元件设计更加紧凑

  • 高介电常数和电阻率,上升/下降时间和脉宽<1ns,可实现快速操作

  • 接收角度宽,工作温度范围广(-50℃~70℃)

  • 内部质量均匀,消光比高,插入损耗小,激光损伤阈值高达1GW/cm²@1064nm, 10ns脉冲

  • 极低的压电振铃效应,调制频率可达1MHz,配套各种高压驱动,支持高频运转。

  • 无潮解,易于处理,无需覆盖在500~3000nm光谱范围内,很适用于做激光的电光调制

  • 波长为1064nm时吸收损耗极低

  • 极高的均匀性:电光元件标准通光面可达15x15mm²

常见应用

电光Q开关、脉冲选择器、相位调制器、振幅调制器、腔倒空器、电光快门、衰减器 & 滤波器。

RTP晶体产品系列

我们的RTP晶体采用独特的熔盐提拉法生长技术和镀膜技术,是500nm~3000nm光谱范围内电光应用的优质材料,配套各种高压驱动,支持高频运转,出色性能使其成为军事、医疗和工业应用中各种激光系统的可靠元件。我们提供单个RTP元件(用于相位调制器)、热补偿匹配的一对RTP元件、即插即用电光组件(带/不带外壳),并储备了充足的优质原晶,可依使用要求订制各种RTP晶体电光调制器件。

RTP晶体电光开光采用温度补偿式设计结构,每个电光开关由两块RTP晶体构成。 由于RTP具有高电阻率(约1012Ω·cm)和高抗光损伤阈值等独特性能,RTP晶体电光开关因此也具备以下优异性能:

  • 高抗光损伤阈值

  • 无压电振荡效应

  • 低插入损耗

  • 自动温度补偿

  • 不潮解

RTP电光Q开关典型规格典型尺寸

透过范围500-3000nm
透过率@1064nm>99%
半波电压3.6kV(9x9x10mm    Q开关)
消光比高达30dB
有效口径1.5mm x 1.5mm~15mm x 15mm
晶体长度高达50mm
接收角<4°
标准增透膜R<0.2%
损伤阈值高达1GW/cm²@1064    nm, 10 ns 脉冲或10J/cm²

RTP晶体型号定义规则

  • 型号:Ty ‐ D ‐ O ‐ Cr ‐ L ‐ E ‐ W

  • Ty ‐  晶体类别: R (RTP)

  • D ‐ 电光器件: Q  (电光Q),M (双晶结构),或S (单晶结构)

  • O ‐ 晶体切割方向:  X / Y / Z

  • Cr ‐  晶体截面 [mm]

  • L ‐  晶体长度 [mm]

  • E ‐  消光比20/23/25/30 [dB]

  • W ‐ 工作激光波长 [nm]

晶体型号晶体尺寸[mm]半波电压(kV)晶体型号晶体尺寸半波电压(kV)
R-Q-Y-020-5-20-10642 x 2 x 51.3R-Q-Y-020-10-20-10642 x 2 x 10.66
R-Q-Y-030-5-20-10643 x 3 x 52.0R-Q-Y-030-10-20-10643 x 3 x 10.99
R-Q-Y-040-5-20-10644 x 4 x 52.6R-Q-Y-040-10-20-10644 x 4 x 101.3
R-Q-Y-050-5-20-10645 x 5 x 53.3R-Q-Y-050-10-20-10645 x 5 x 101.7
R-Q-Y-060-5-20-10646 x 6 x 54.0R-Q-Y-060-10-20-10646 x 6 x 102.0
R-Q-X-020-5-20-10642 x 2 x 51.6R-Q-X-020-10-20-10642 x 2 x 10.79
R-Q-X-030-5-20-10643 x 3 x 51.6R-Q-X-030-10-20-10643 x 3 x 101.2
R-Q-X-040-5-20-10644 x 4 x 51.6R-Q-X-040-10-20-10644 x 4 x 101.6
R-Q-X-050-5-20-10645 x 5 x 51.6R-Q-X-050-10-20-10645 x 5 x 102.0
R-Q-X-060-5-20-10646 x 6 x 51.6R-Q-X-060-10-20-10646 x 6 x 102.4
R-Q-X-070-5-20-10647 x 7 x 51.6R-Q-X-070-10-20-10647 x 7 x 102.8
R-Q-X-080-5-20-10648 x 8 x 51.6R-Q-X-080-10-20-10648 x 8 x 103.2
R-Q-X-090-5-20-10649 x 9 x 51.6R-Q-X-090-10-20-10649 x 9 x 103.6

备注

  • 半波电压 (HWV) 为标称 ± 15%,标准消光比为 20dB、23dB、25dB、27dB 和 30dB。

  • 未安装的配对晶体作为标准组件提供。只需在编号中用M替代Q即可。

  • 标准产品还有其他尺寸和波长可供选择。请联系我们。

RTP晶体与BBO晶体电光开关的性能对比

下图所表示的是: 在高重复频率(30kHz)时,  RTP晶体和BBO晶体电光调Q开关的不同动作。实验所采用的BBO晶体开关 由一块2.5x2.5x25mm³晶体构成, RTP晶体开关由两块6x6x7mm³晶体构成。从图中可以看到, 在30 kHz 下, BBO晶体开关已经出现 明显的压电振荡现象, 而RTP晶体开关无振荡现象。

RTP晶体与BBO晶体电光开关的性能对比

RTP与KTP晶体性能对比

性    能KTPRTP
透光波段 (nm)350-4500350-4500
II 类相位匹配,1064nm二倍频:
相位匹配区间 (nm)980-10801050-1140
非线性光学系数 (即倍频系数) (pm/V)
d3316.917.1
d324.44.1
d312.53.3
deff3.342.45
相位匹配角22º~25º58º
离散角度0.26º0.4º
接收角度20º20º
温度接收 (℃·cm)2540
其它性能:
非临界1064nm OPO波长1570/33001600/3200      
电光系数 (pm/V)  
r139.512.5
r2315.717.1
r3336.339.6
介电常数 (εeff)1313
抗光损伤比值 (对KTP晶体)11.8
Z轴电导率    (Ω-1·cm-1)10-6~10-710-11~10-12
压电系数 (C/cm2·K)7    x 10-94    x 10-9

主要电光晶体材料的性能比较

iRTP普克尔盒——高性能RTP电光调制器

RTP属于KTP晶体系列。RTP具有出色的电光特性和高损伤阈值,是高端激光应用的完美解决方案。它非常适合需要高级特性的应用,例如非潮解性、高热稳定性和高重复率。我们新型iRTP普克尔盒是一款将RTP优势带入电光调制器市场的产品,专为工业激光应用而设计。iRTP是一种标准的现成解决方案,以标准工业普克尔盒的价格提供高性能电光调制器。

iRTP普克尔盒——高性能RTP电光调制器 iRTP普克尔盒——高性能RTP电光调制器

产品特点

  • 更高的损伤阈值,>1GW/cm²

  • <1ns快速上升下降沿,窄脉宽

  • 非潮解材料

  • 低吸收损耗

  • 无振铃效应(至少到350kHz)

  • 热稳定性好,10~0℃宽范围稳定使用

典型规格

晶体LiNbO3RTP
X-cut
RTP
Y-cut
KRTPKD*PBBO
半波调制电压
@1064nm, L=d(kV)
9887948
介电常数 ε27.9111111488
平均功率密度(W/cm²)150300200800250>1000
损伤阈值(MW/cm²)280>600600600500>1000
孔径(mm²)>8x82x2~15x152x2~6x62x2~6x65x5~20x201x1~12x12
消光比(dB)>2323~3523~3023~3023~30>30
温度稳定性    *热电效应<-20℃时
 不稳定
-50℃~70℃-50℃~70℃-50℃~70℃不稳定优秀
振铃效应10Khz>1MHz>1MHz>1MHz10MHz25MHz
是否潮解存在存在
机械稳定性中等良好良好良好良好
孔径6x6mm,    8x8mm, 10x10mm
电容<6pf
半波电压3.3KV@1064
透过率>99%
消光比27dB@1064nm
损伤阈值typically,    > 1GW/cm²
调整轴1轴
外型尺寸柱形:直径35mm, 长度35mm;立方形:35mmx35mmx35mm
上升时间<1ns
稳定温度10~50℃
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